Diseño_Canales

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Se puede tomar comor eferencia este PDF para los disños de canales, referencias como radio de giro, taludes, coeficientes de manning. Generalemnte, todo lo que son reocmendaciones hidráulicas

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  • SEPTIMA CLASESEPTIMA CLASE

    FLUJO UNIFORME EN CANALES FLUJO UNIFORME EN CANALES

    ECUACIONES DEL FLUJO UNIFORMEECUACIONES DEL FLUJO UNIFORME

    DETERMINACION DE LA SECCION TRANSVERSALDETERMINACION DE LA SECCION TRANSVERSAL

    PROCESO CONSTRUCTIVOPROCESO CONSTRUCTIVO

  • FLUJO UNIFORME EN CANALES FLUJO UNIFORME EN CANALES

    A. ECUACIONES DEL FLUJO UNIFORMEA. ECUACIONES DEL FLUJO UNIFORME

    IntroducciIntroduccinn

    A.1 A.1 ECUACION DE RESISTENCIA AL FLUJO: Ec. A. Chezy

    A.2 A.2 DETERMINACION DEL FACTOR DE RESISTENCIA DE CHEZY

    A.3 A.3 DETERMINACION DEL COEFICIENTE n DE MANNING

    A.3.1 METODO DEL SERVICIO DE CONSERVACION DE SUELOS (SCS)

    A.3.2 ESTIMACION DE n POR EL METODO DE LA TABLA

    A.3.3 METODO FOTOGRAFICO

    A.3.4 MEDIDA DE LA VELOCIDAD

    A.3.5 METODOS EMPIRICOS

  • RIO ZARUMILLA - TUMBES

  • RIO CUYO CUYO - PUNO

  • CANAL CHAVIMOCHIC

  • CANAL MAJESCANAL MAJES--SIHUAS SIHUAS (*)(*)

    (*) Curso de Recursos Hidr(*) Curso de Recursos Hidrulicosulicos

  • Se debe tener presente que existen diferenciasentre el flujo en tuberas y el flujo en canales.

    A. ECUACIONES DEL FLUJO UNIFORME EN CANALES(EN REVISION)

    El flujo uniforme ocurre cuando:

    El tirante, el rea hidrulica y la velocidad en cada seccin transversal son constantes.

    La lnea de gradiente de energa, la superficie del agua y la del fondo del canal son todasparalelas; o lo que es lo mismo, la pendiente dela energa (Sf), la pendiente de la superficie delagua (Sw) y la pendiente de fondo del canal (S0) son iguales.

  • hV C R S=

    Ecuacin de Antony CHEZY (1,768):

    donde: Rh= Radio hidrulico [L]S = Pendiente de la energa [-]C = Coeficiente de Chezy [L1/2/T]

    = FACTOR DE RESISTENCIA AL FLUJO

    A.1 ECUACION DE RESISTENCIA AL FLUJO

  • 1h

    XC YR

    =+

    A.2 DETERMINACION DEL FACTOR DE RESISTENCIADE CHEZY

    (Ven T. Chow cp.5)

    Expresin genrica:

  • ECUACIONES PARA DETERMINAR EL VALOR DE C

    A esta ecuacin sele denomina Manning-Strickleren la literatura europea.

    PHILIPPEPHILIPPEGASPARDGASPARDGAUCKLERGAUCKLER

    1,8671,867

    Entre 1855 y 1860 Darcy y Bazinexperimentaron en canales reales.

    HENRY BAZINHENRY BAZIN1,8651,865

    Cuando S>1/2,000KUTTERKUTTER

    Humphreys-Abbottintroducxen la pendiente S para ajustar los valores al Ro Mississipi.

    GANGUILLETGANGUILLET--KUTTERKUTTER1,869

    1,869

    OBSERVACIONESOBSERVACIONESECUACIONECUACIONINVESTIGADORINVESTIGADORAAoo

    1 0.0015523

    0.001551 23h

    n SCn

    S R

    + +=

    + +

    87

    1h

    C GR

    =+

    100 hh

    RC

    m R=

    +

    2 13 2

    1V KR S

    Kn

    =

    =

  • ECUACIONES PARA DETERMINAR EL VALOR DE C ...

    1. Es la ecuacin ms usada en la actualidad.

    2. Se le denomina Gauckler-Manning.

    3. El coeficiente de n es el coeficiente de Kutter y tiene unidades de TL-3.

    4. Existente una tendencia a usar la ecuacin en el sistema SI.

    Sistema MSistema Mtrico: trico:

    luego:luego:

    Sistema InglSistema Ingls:s:

    luego:luego:

    ROBERTROBERTMANNINGMANNING1,8891,889

    OBSERVACIONESOBSERVACIONESECUACIONECUACIONINVESTIGADORINVESTIGADORAAoo

    16RC

    n=

    2 13 2AR SQn

    =

    161.489RC

    n=

    2 13 21.489AR SQ

    n=

    2 13 2AR SQ

    nf

    =Ec. de Robert Manning:1 . .

    1.489 . . .

    S IU S C

    f

    f

    =

    =

  • ECUACIONES PARA DETERMINAR EL VALOR DE C ...

    En D-W se reemplaza:

    IPPENIPPEN

    THEISSTHEISS

    Aplicable a flujo rugosos(corrientes naturales)KEULEGANKEULEGAN1,9381,938

    Simplificaciones:

    PAVLOVSKIPAVLOVSKI1,9251,925

    OBSERVACIONESECUACIONINVESTIGADORAo

    418lg( ) 8.73hRCk

    = +

    2.512 2 lg14.8Re 8

    C kC gRg

    =- +

    61 8 lg

    7 2

    hRC kd

    = +

    8gCf

    =

    1 1.5

    1 1.3

    R m y n

    R m y n

    < =

    > =2.5 0.13 0.75 0.10

    1 30.011 0.04

    yRCn

    y n R n

    m R mn

    =

    = - - - < 3 m3/s A>9 m2): y = 0.5 A1/2 , A en m2

    Molesword (Q < 3 m3/s A

  • CASO 1.CASO 1.-- CURVAS PARA DETERMINAR EL TIRANTE NORMAL

    AR2/3 AR2/3

    b8/3 D8/3

    ynb

    ynD8/3

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  • 1.1 APLICACIN DE NOMOGRAMAS

    Ejemplo.- Q = 11.32 m3/sb = 6.00 mS0= 0.0016z = 2n = 0.016

    8 8 83 3 3

    23

    1 12 2

    11.32*0.016 0.038*0 16 .00 6b

    AR Q

    Sb

    n= = =

    De los datos:

    2z =0.13y

    b= 0.13*6.00 0.78y m= =

    0.038

    0.13

    23

    83

    AR

    b

    23

    83

    AR

    b

    yb

    z

    Caso 1.- Se desconoce el tirante y (=Se desconoce el tirante y (=yynn o tirante normal)o tirante normal)Son datos: Q, S0, C n, b, z.

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  • 1.2 SOLUCION NUMERICA DE LA EC. DE R. MANNING

    Caso 1.- Se desconoce el tirante y (=Se desconoce el tirante y (=yynn o tirante normal) o tirante normal) Son datos: Q, S0, C n, b, z.

    Ejemplo.- Q = 11.32 m3/s b = 6.00 m S0= 0.0016 z = 2 n = 0.016

    Suposicin-Verificacin, Biseccin, Newton-Raphson,...

    Solucin.-

    2 13 2AR SQ

    nf

    =Se tiene la Ec. de Manning:

    1 . .S If =

    Para la seccin trapezoidal:[ ]

    23

    12

    2

    ( )( )2 1b zy yb zy y S

    b z yQ

    n

    f ++

    + + =

    Reemplazando datos:[ ]

    23

    12

    2

    (6 2 )1.0 * (6 2 ) 0.00166 2 1 2

    11.320.016

    y yy yy

    ++ + + =

    En la ecuacin, la nica incgnita es y, luego se puede resolver.PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

  • 1.3 USO DE SOFTWARE

    Clculo de yn con el software HCANALES

    Caso 1.- Se desconoce el tirante y (=Se desconoce el tirante y (=yynn o tirante normal) o tirante normal) Son datos: Q, S0, C n, b, z.

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  • Clculo de yn con el software HCANALES seccin trapezoidal

    Caso 1.- Se desconoce el tirante y (= Se desconoce el tirante y (= yynn o tirante normal)o tirante normal)

    Son datos: Q, S0, C n, b, z.

    Ejemplo.- Q = 11.32 m3/sb = 6.00 mS0= 0.0016z = 2n = 0.016

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  • Clculo de yn con el software HCANALES para diversas secciones PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

  • Clculo de yn con el software FLOWMASTER seccin trapezoidal

    Caso 1.- Se desconoce el tirante y (=Se desconoce el tirante y (=yynn o tirante normal) o tirante normal) Son datos: Q, S0, C n, b, z.

    1.3 USO DE SOFTWARE

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  • Caso 1.- Se desconoce el tirante y (= Se desconoce el tirante y (= yynn o tirante normal)o tirante normal)

    Son datos: Q, S0, C n, b, z.

    Ejemplo.- Q = 11.32 m3/sb = 6.00 mS0= 0.0016z = 2n = 0.016

    Clculo de yn con el software FLOWMASTER seccin trapezoidalPDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

  • Clculo de yn con el software FLOWMASTER

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  • Ejemplo.- Q = 11.32 m3/sb = 6.00 mS0= 0.0016z = 2n = 0.016y = ?

    Solucin.- yn = 0.80 m

    Clculo de yn con el software FGV seccin trapezoidal

    Caso 1.- Se desconoce el tirante y (=Se desconoce el tirante y (=yynn o tirante normal) o tirante normal) Son datos: Q, S0, C n, b, z.

    1.3 USO DE SOFTWARE

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  • Clculo de yn con el software HYDROCAL HYDRAULICS

    Ejemplo.- Q = 11.32 m3/sb = 6.00 mS0= 0.0016z = 2n = 0.016

    Caso 1.- Se desconoce el tirante y (=Se desconoce el tirante y (=yynn o tirante normal) o tirante normal) Son datos: Q, S0, C n, b, z.

    1.3 USO DE SOFTWARE

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  • Consulta en la web

    Victor Miguel Ponce: [email protected]

    1.4 USO DE WEB

    Clculo de yn usando la WEB: [email protected]

    Caso 1.- Se desconoce el tirante y (=Se desconoce el tirante y (=yynn o tirante normal) o tirante normal) Son datos: Q, S0, C n, b, z.

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  • Caso 1.- Se desconoce el tirante y (= Se desconoce el tirante y (= yynn o tirante normal)o tirante normal)

    Son datos: Q, S0, C n, b, z.

    Ejemplo.- Q = 11.32 m3/sb = 6.00 mS0= 0.0016z = 2n = 0.016

    Consulta en la webVictor Miguel Ponce: [email protected]

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  • (*) DISEO DE LA SECCION

    Concepto de Seccin de MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA: Permetromn

    De la Ec. de R. Manning:2 1

    3 20AR SQ

    n=

    Si el rea A es un valor mnimo y una constante al igual que S0 y n, luego:

    El costo de un canal es una funcin del permetro del revestimiento y del volumen de excavacin.

    23Q cteR=

    Se busca transportar el mximo caudal:2

    3mx mxQ cteR=

    para obtener el Rmx, de la definicin:mx

    mn

    ARP

    =

    Luego la SMEH ocurre cuando P es mnimo.

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  • APLICACIN DE SMEH

    Caso de Seccin Trapezoidal

    De la geometra: ( )A b zy y= +22 1P b z y= + +

    Definiendo: bmy

    =

    [1]

    [2]

    [3]

    De [3] en [1]: ( ) 2A m z y= + [4]

    de [4] : Aym z

    =+

    [5]

    De [3] en [2]: ( )2 22 1 2 1P my z y m z y= + + = + + [6]De [5] en [6]: ( )22 1 AP m z m z= + + + [7]En [7] el rea A y el talud z son constantes y m es una variable.

    y

    b

    1z

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  • Para obtener la SMEH se debe cumplir: Pmn

    ( )22 22 1 AP m z m z= + + +

    [9]

    En [7] se procede con la derivada de P con respecto a m:

    ( )2 2 2 24 1 4 1 AP m m z z m z = + + + + +

    ( )2 2 2 2 24 1 4 1P m P z m m z z A + = + + + + 2 22 2 2 4 1dP dPPm P P z m z A

    dm dm + + = + +

    ( )

    2 22 4 1

    2

    m z A PdPdm P m z

    + + - =+

    2

    2 0d Pdm

    >Siexiste un mnimo para P=0

    [8]

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  • ( )

    2 22 4 10

    2

    m z A PdPdm P m z

    + + - = =+

    En [9] igualando a cero:

    2 22 4 1 0m z A P + + - = 2

    22 2 1 Pm zA

    + + =

    2 22 2 1P m z A = + +

    Igualando [7] y [10]: ( )22 2 22 1 2 2 1AP m z m z Am z = + + = + + +

    [10]

    22 1 2 2m z m z+ + = +

    Despejando m y de [3]: 22 1bm z zy

    = = + - [11]

    CANAL TUCTOMARCA III

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  • APLICACIN DE SMEH

    Caso de Seccin Rectangular

    Por ser rectangular: 0z =

    Para una SMEH:22 1bm z z

    y = = + -

    luego: 22 1 0 0 2bmy

    = = + - =

    2b y=

    Adems: ( ) ( )2 2 22 0 2A m z y y y= + = + =

    ( ) ( )2 22 1 2 2 1 0 4P m z y y y= + + = + + =22

    4 2A y yRP y

    = = =

    y

    b=2y

    CANAL 3 MARCA III

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  • APLICACIN DE SMEH

    Caso de Seccin Triangular

    Por ser triangular: 2A zy=

    despejando: Ayz

    =

    El permetro: 22 1P y z= +

    22 1AP zz

    = +

    yz

    1

    [2]

    [1]

    De [1] en [2]: ( )2 24 1AP zz= +2 14P A z

    z = +

    Derivando:2

    12 4 1dPP Adz z

    = - +

    2

    2 0d Pdm

    >Siexiste un mnimo para P=0

    luego:2

    1 1 0z

    - + =

    1z = Talud de 450

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  • TALUD

    0.25: 1Roca sana

    0.5 : 1Roca alterada

    3 : 1Suelos de arena suelta

    2 : 1Suelos arenosos

    1.5 : 1Suelos areno limoso

    3 : 1Suelos arenosos1 : 1Suelos arcillosos

    1.5 : 1Tierra vegetal, arcilla1 : 1Conglomerado

    PARA RELLENOS EN:PARA CORTES EN TALUD

    TALUDES RECOMENDADOS (z : 1 )

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  • TALUD MAS EFICIENTE

    Para una seccin trapezoidal de MEH se cumple:

    ( )22 1P m z y= + + 22 1bm z zy = = + - Reemplazando en P: ( )2 22 1 2 2 1P z z z y= + - + +

    ( )24 1 2P z z y= + -Derivando P:

    2

    2

    4 2 11

    dP z z ydz z

    - += +

    2

    2 0d Pdz

    >Siexiste un mnimo para P=0

    luego: 24 2 1 0z z- + =

    33

    z = Talud de 600

    y

    b

    y600

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  • (*) DISEO DE LA SECCION

    Concepto de Seccin de MINIMA INFILTRACION: Volumen de Infiltracinmn

    0.038 QI CV

    =

    La S.M.I. es la seccin que tiene la menor prdida posible de agua.

    CANAL CARTAVIO VALLE DEL CHICAMA

    donde: I es la prdida en m3/s/kmQ es el caudal (m3/s)V es la velocidad media (m/s)C son los m3 de agua q se

    pierden en 24 horas en cadam2 del rea mojada del prismadel canal.

    La velocidad de infiltracin depende del tipo de suelo y el nivel de agua.

    La prdida de agua por percolacin en un canal sin recubrimiento, segn MORITZ:

    0.671Suelo arenoso y gravoso

    0.512Suelo arenoso con roca

    0.366Arena y ceniza volcnica o arcilla

    0.299Ceniza volcnica con arena

    0.207Ceniza volcnica

    0.201Limo arenoso

    0.125Arcilla y limo arenoso

    0.104Grava cementada y suelo duro con limo arenoso

    VALOR DE VALOR DE CC

    TIPO DE MATERIALTIPO DE MATERIAL

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  • Concepto de Seccin de MINIMA INFILTRACION: Volumen de Infiltracinmn .

    0.91 - 1.83Suelo gravoso

    0.46 - 0.61Suelos arenoso suelto

    0.31 - 0.46Grava arenosa

    0.0150.08 - 0.19Grava arcillosa

    CANAL REVESTIDOCANAL NO REVESTIDO

    VELOCIDADES DE FILTRACION (m3/m2/da)

    6 m

    CANAL ROMA Q = 20 m3/sVALLE DEL CHICAMACANAL SIN REVESTIMIENTO

    Velocidad de infiltracin:

    i k h= [L3/T/L2]

    h

    i

    QQ

    Q/3Q/3

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  • Concepto de Seccin de MINIMA INFILTRACION: Volumen de Infiltracinmn .

    Siendo la Velocidad de infiltracin:1i k y=

    h

    i

    Caso de Seccin Trapezoidal

    [1]

    [2]

    [3]De [2] y [3] en [1]:

    V1

    V2V2

    yVolumen de infiltracion total V:

    1 22V V V= +

    donde:1 1 1* _ * *1V i Area fondo i b= =

    2 2 2* _ *1V i Area talud i= =

    22

    2_ *3

    i Area parbola i z y k y= = +

    22* 2* *3

    V k y b i z y k y= + +

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  • Caso de Seccin Trapezoidal

    31 22 24* *3

    V k b y i z y = + + [4]

    Se busca en la ec. [4] que el V sea un mnimo, verificando que la segunda derivada sea positiva.

    Definiendo una nueva variable: bmy

    =

    El desarrollo es similar al seguido para una seccin trapezoidal conSMEH, luego:

    ( )24 1bm z zy= = + - [5]

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  • Concepto de Seccin de MINIMA INFILTRACION: Volumen de Infiltracinmn .

    Caso de Seccin Triangular

    h

    iVV

    Por ser triangular: 2A zy=

    despejando: Ayz

    =

    El permetro: 22 1P y z= + [2]

    [1]

    El volumen infiltrado: 2* *1V i=

    222* * 13

    V k y z y= + [3]

    De [1] en [3]: 3232 224 41 1

    3 3AV k z y k zz

    = + = +

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  • Concepto de Seccin de MINIMA INFILTRACION: Volumen de Infiltracinmn .

    Caso de Seccin Triangular

    253

    34

    4 13

    zV kAz

    +=

    Derivando la [4]:

    [4]

    253

    3 72 4 4

    4 1 2 4 13 2 31

    dV z zkAdz z z z

    + = - +

    La segunda derivada es positiva, igualando a cero la [5]:

    [5]

    2

    3 72 4 4

    1 2 4 1 02 31

    z z

    z z z

    +- =

    +

    ( )11 4

    25

    44 3 1z z

    z= +

    3z = El talud es de 300 [6]

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  • ColocaciColocacin de n de GeomenbranaGeomenbranaCANAL 2 CANAL 2 MARCA IIIMARCA III

    GeotextilesGeotextiles MAC CAFERRIMAC CAFERRI

    DISEO DE CANALES

    ColocaciColocacin de grava n de grava Canal terminadoCanal terminadoCANAL 2 CANAL 2 MARCA IIIMARCA III

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  • (*) DISEO DE LA SECCION

    VELOCIDADES PERMISIBLES: Vmn y Vmx

    CANAL CARTAVIO VALLE DEL CHICAMA

    La Vmn previene la SEDIMENTACION

    ColocaciColocacin de Grava sobren de Grava sobreLLminas de minas de GeomenbranaGeomenbrana

    CANAL 2 CANAL 2 MARCA IIIMARCA III

    La Vmx previene la EROSION de la grava

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  • - Aplicable a canales erosionables.

    - Se debe evitar la sedimentacin y la erosin.

    - Depende del tipo de suelo de la canalizacin y el contenidode sedimento.

    VELOCIDADES PERMISIBLES

    VELOCIDAD MINIMA* Ec. de Robert G. Kennedy para agua con sedimentos: Vs = 0.652 C y 0.64* Ec. de Robert G. Kennedy para agua clara: Vs = 0.552 C y 0.50

    donde Vs es la velocidad para evitar sedimentacin [m/s]y es el tirante del agua [m]C coeficiente que depende del material en suspensin

    1.09Sedimento grueso o detritus del suelo duro

    1.01Sedimentos limo-arenoso

    0.92Limo arenoso, ms grueso, liviano

    0.84Limo arenoso, fino, liviano

    CMATERIAL

    * Valores prcticos: Vmn = 0.60 a 0.90 m/s

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  • VELOCIDADES PERMISIBLES

    VELOCIDAD MAXIMA

    1.55Cascajo

    1.25Grava gruesa

    0.75Grava fina

    0.60Arena gruesa

    1.15Arcilla dura

    Vmx(m/s)

    MATERIAL

    * CANALES SIN ALINEAMIENTO RECTO

    LANE rectifica la Vmx de la tabla anterior:- 5 % en canales ligeramente sinuosos- 13 % en canales moderadamente sinuosos- 22 % en canales muy sinuosos

    * CANALES CON ALINEAMIENTO RECTO

    6

    m

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  • OTRAS RECOMENDACIONES

    (1) Limitado nicamente por la cavitacin

    0.75erosionable

    Hierbas sobre suelo fcilmente

    1.20a la erosin

    Hierbas sobre suelo resistentes

    2.40(1)Acero

    4.506.00Concreto

    3.009.00Madera

    1.5012.00Roca firme

    3.009.00Roca blanda

    1.501.801.80arcilla compacta

    Pizarras, esquistos arcillosos y

    1.951.701.50Cantos rodados

    1.951.801.20Cascajo grueso

    1.501.701.20Limoso a cascajo bien graduado

    0.901.501.15Limos aluviales

    1.501.501.15Franco o cascajo bien graduado

    0.901.501.15Arcilla firme

    0.601.100.75Cenizas volcnicas

    0.701.100.75Franco

    0.601.100.60Limos aluviales

    0.600.900.60Franco limoso

    0.600.750.50Franco arenoso

    0.450.750.45Arena fina

    FRAGMENTOS DE ROCACOLOIDAL

    GRAVAS YCON LIMO CLARASMATERIAL

    AGUAS CON ARENA,AGUASAGUAS

    VELOCIDADES MAXIMAS PERMITIDAS (m/s)

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  • VELOCIDADES PERMISIBLES EN CUNETAS

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  • Es la fuerza cortante causada por el flujo y que acta sobre las paredes y fondo del canal.

    (*) DISEO DE LA SECCION

    CRITERIO DE FUERZA TRACTIVA

    Es importante en canales erosionables.

    MACRA 1

    PROGRAMA PARA EL DISEO DE CANALES DE MAC CAFERRIPDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

  • TIPOS DE REVESTIMIENTO EN UN CANAL

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  • Altura adicional al tirante para dar seguridad al canal de ser desbordado: - operacin defectuosa de compuertas- variaciones de n por el tiempo y/o proceso constructivo- ingreso de agua adicional al canal- cada de obstculos al canal- ondas de celeridad- cambio de direccin- forma de la seccin

    BORDE LIBRE (fb = free board)

    RecomendacionesRecomendaciones

    - Canales pequeos (Q< 2 m3/s): fb = 0.30 m

    - VEN T. CHOW: fb = 5 % al 30 % del y

    - Bureau of Reclamation : fb = [cy]1/2

    donde y en mc = 0.46 para Q>= 0.60 m3/sc = 0.76 para Q>= 85 m3/s

    fbyn

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  • Tabla DC11. Borde libre en funcin del caudal

    6030.0> 1.00

    5025.00.50 1.00

    4020.00.25 0.50

    2010.00.05 0.25

    107.5 0.05

    Sin revestir (cm)Revestido (cm)Caudal (m3/sg)

    Fuente: Ministerio de Agricultura y Alimentacin, Boletn Tcnico N- 7 Consideraciones Generales sobre Canales Trapezoidales Lima 1978

    BORDE LIBRE (fb = free board)

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  • - Bureau of Reclamation para

    Canales en Rgimen Supercrtico:

    fb = 0.60 + 0.0037 V3 y 0.50

    - GRAFICOS DEL BUREAU OF RECLAMATION

    BORDE LIBRE (fb = free board)

    - Grficos y nomogramas:

    - ENGINEERING NEWS RECORD.

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  • BORDE LIBRE (fb = free board)

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  • Es funcin del revestimiento del canalCanal en tierra: r = 3 a 7 TCanal con fondo revestido: r = 3 a 7 TCanal revestido de concreto: r = 3 T

    Otros:Radios de curvatura mnimos r = 10 a 15 y

    r = 3 a 5 T

    RADIO DE CURVATURA (r)

    CANAL 3

    MARCA III

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  • Tabla DC01. Radio mnimo en canales abiertos para Q > 10 m3/s

    Los radios mnimos deben ser redondeados hasta el prximo metro superior

    7 * ancho de la baseDe 20 m3/s a mayor

    6 * ancho de la baseDe 17 a 20 m3/s

    5 * ancho de la baseDe 14 a 17 m3/s

    4 * ancho de la baseDe 10 a 14 m3/s

    3 * ancho de la baseHasta 10 m3/s

    Radio mnimoCapacidad del canal

    Fuente: International Institute For Land Reclamation And Improvement ILRI, Principios y Aplicaciones del Drenaje, Tomo IV, Wageningen The Netherlands 1978.

    RADIO DE CURVATURA (r)

    Tabla DC02. Radio mnimo en canales abiertos en funcin del espejo de agua

    Siendo T el ancho superior del espejo de agua

    5TSub colector3TSub lateral

    5TColector3TLateral

    5TColector principal4TSub canal

    RadioTipoRadioTipo

    CANALES DE DRENAJECANALES DE RIEGO

    Fuente: Salzgitter Consult GMBH Planificacin de Canales, Zona Piloto Ferreafe Tomo II/ 1- Proyecto Tinajones Chiclayo 1984.PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

  • Tabla DC03. Radio mnimo en canales abiertos para Q < 20 m3/s

    5 m0,5 m3/s

    10 m1 m3/s

    20 m5 m3/s

    60 m10 m3/s

    80 m15 m3/s

    100 m20 m3/s

    Radio mnimoCapacidad del canal

    Fuente: Ministerio de Agricultura y Alimentacin, Boletn Tcnico N- 7 Consideraciones Generales sobre Canales Trapezoidales Lima 1978.

    RADIO DE CURVATURA (r)

    R

    R

    a

    a

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  • ORR

    Sub tangente, distancia del PC al PI.=STRadio de la curva.=R

    Distancia entre dos PIs=Ln

    Punto final de una curva.=PTPunto de inflexin.=PIPrincipio de una curva.=PCLongitud de curva que une PC con PT.=LCGrado, es el ngulo central.=GFlecha, es la longitud de la perpendicular bajada del punto medio de la curva a la cuerda larga.=FExternal, es la distancia de PI a la curva medida en la bisectriz.=EAngulo de deflexin, formado en el PI.=aCuerda larga, es la cuerda que sub tiende la curva desde PC hasta PT.=CArco, es la longitud de curva medida en cuerdas de 20 m=A

    ELEMENTOS GEOMETRICOS DE UNA CURVA

    ( )

    1 1

    rad

    n n n n n

    n n n

    LC RPC PT L T TPT PC LC

    a

    - -

    =

    = + - -

    = +

    Ver Hoja Excel de TRAZO DE CANALES

    n: 1,2,3...Donde:

    PTn-1

    PCn

    Ln

    PTn

    Rn

    Tn-1

    Tn

    Rn-1

    PIn-1

    PIn

    aPI

    T

    PC PT

    2a

    2a

    TLC

    C F

    E

    -=

    -

    =

    =

    =

    21

    1

    2

    1

    22

    2

    a

    a

    a

    a

    CosRF

    SenRE

    RSenC

    RTgT

    FORMULAS

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  • PLANTA

    PERFIL

    CANAL MOQUEGUA

  • PENDIENTE DEL CANAL (SPENDIENTE DEL CANAL (S00))

    S0 = 0.00060 a 0.008 Canales de irrigacin pequeos0.00020 a 0.005 Canales de irrigacin grandes0.00015 a 0.001 Acueductos

  • 2V TPgr

    =

    Es la sobrelevacin del fondo del canal en la parte externa de una curva:

    donde : P , peraltamiento (m)T , ancho del espejo de agua (m)V , velocidad media de la seccin (m/s)r , radio de curvatura (m)g , constante de la gravedad (m/s2)

    PERALTAMIENTO (P)

  • Es el ancho del borde del canal en su parte superior y depende de los servicios a prestar, para canales grandes varan de 4 a 6.50 m. para permitir el paso de vehculos y equipos.

    ANCHO DE LA CORONA (C)

    C C

    y

    BL

    C C

    y

    fb

    CANAL CHAVIMOCHIC

    CANAL MARIAN POMACUCHO

    PACHABAMBA

    En canales pequeos el valor de C puede aproximarse al tirante del canal y se recomienda segn el caudal:

    C = 0.60 m para Q < 0.50 m3/sC = 1.00 m para Q > 0.50 m3/s

  • SECCION TIPICA DE UN CANAL

    6 m6 m1.00 m1.00 mPRIMER ORDENPRIMER ORDEN

    4 m4 m0.75 m0.75 mSEGUNDO ORDENSEGUNDO ORDEN

    3 m3 m0.50 m0.50 mTERCER ORDENTERCER ORDEN

    ANCHO DEL CAMINO ANCHO DEL CAMINO DE VIGILANCIADE VIGILANCIA

    VV

    BERMA DEL CAMINOBERMA DEL CAMINOCC

    CANALCANAL

    En algunos casos el camino de vigilancia puede ir en ambos mrgenes, segn las necesidades del canal, igualmente la capa de rodadura de 0,10 m. a veces no sernecesaria, dependiendo de la intensidad del trafico (*).

  • SECCION TRANSVERSAL DE UN CANALCota del Terreno, Cota de la Rasanterea de Corte, rea de Relleno

  • SECCION TRANSVERSAL DE UN CANALTalud o Ladera de fuerte inclinacin

    F El trazado de un canal en terrenos con talud de fuerte pendienterequiere de cuidados especiales, para evitar excesivos volmenes deexcavacin y obras complementaras.

    F En zonas con taludes nopronunciadas y estables, elcanal puede desarrollarse por medio de secciones decorte total o secciones combinadas corte-relleno.(Fig. a, b).

    F En los sectores empinados y establesresultar convenienteincorporar un muro enel sector exterior.(Fig. c, f).

  • SECCION TRANSVERSAL DE UN CANAL Talud o Ladera de fuerte inclinacin

    F En sectores descubiertos o desnudos convendrel corte parcial y construir un muro de retencinen el sector exterior. Si el terreno cuenta con unestrato aluvial o de suelo menos estable, se incorporar un muro de proteccin en el sectorinterior sobre el talud del canal para asegurar laestabilidad del estrato y evitar el ingreso degrandes cantidades de sedimento. (Fig. e)

    F En sectores rocosos con taludes de gran pendiente,el canal podr formarse por medio de un tnel parcial; en este caso convendr enlucir el permetrode manera de reducir la rugosidad y las prdidaspor infiltracin. (Fig. d).

  • F Dependiendo del estudio geolgico y topogrfico,se podr considerar como variante la construccinde un tnel, para evitar el paso de tramosdeleznables y reducir la longitud del canal.

    SECCION TRANSVERSAL DE UN CANAL Talud o ladera de fuerte inclinacin

    TUNEL PUCACANCHA TUNEL PUCACANCHA -- YANQUEYANQUE Portal de Entrada Portal de Entrada MARCA IIIMARCA III

    CANAL 4

    AFRONTAMIENTOAFRONTAMIENTOTUNEL PUCACANCHA TUNEL PUCACANCHA -- YANQUEYANQUE Portal de SalidaPortal de SalidaMARCA IIIMARCA III

  • SECCION TRANSVERSAL DE UN CANAL Talud de fuerte inclinacin

    F En los casos de taludes de 450 o ms, los volmenes de excavacin alcanzarn magnitudes tan grandes, que resultar ms econmico construir un tnel. De igual modo ser aplicable cuando se quiera superar una loma muy pronunciada, construyendo un tnel que la atraviese deun lado a otro. Por lo general, un tnel resulta una solucin obligada y se aplica en los casos en los que no es posible la construccin de un canal, ya que los costos de construccin seran mayores.

    F La construccin de un tnel esaplicable cuando representa una solucin ms econmica y de mayor estabilidad en comparacincon un canal abierto.

    TUNEL QUIULACOCHATUNEL QUIULACOCHA

    Armadura de Armadura de FierroFierroCorrugado para el Corrugado para el Concreto DefinitivoConcreto Definitivo

  • NOMBRE DEL PROYECTO: Construccin del Canal de Irrigacin MARIAN POMACUCHO PACHABAMBA(Rehab. Km.0+000 al 1+200 y Const. Km. 1+200 al 3+800) II Etapa.

    UBICACIN GEOGRFICA: Dpto: HunucoProv: HunucoDist: Santa Mara del Valle.Localidad: Choquecancha

    EJECUTOR Y SUPERVISOR: Proyecto Especial Alto Huallaga - INADE (PEAH)

    C. PROCESO CONSTRUCTIVOC. PROCESO CONSTRUCTIVO

  • C. PROCESO CONSTRUCTIVO C. PROCESO CONSTRUCTIVO

    e = 2 - 8

    rlongitudinal = 0.005rTransversal = 0.002

    VER SEPARATAS SOBRE LA CONTRUCCION DE CANALES

    TRAZO Y REVESTIMIENTO DE CANALES,Tecnologa Apropiada para Micro Centrales ElctricasJorge SEGURA, ITDG

  • MANTENIMIENTO DEL CANALMANTENIMIENTO DEL CANAL